En utilisant des méthodes de traitement des minéraux centenaires, Des étudiants en génie chimique ont trouvé une solution à un problème imminent du 21e siècle :comment recycler économiquement les batteries lithium-ion.

L'équipe d'étudiants en génie chimique de Lei Pan avait travaillé longtemps et durement sur leur projet de recherche, et ils étaient heureux de montrer leurs résultats au People, Concours Prosperity and the Planet (P3) en avril dernier à Washington, DC. Ce à quoi ils ne s'attendaient pas, c'était d'être assaillis par des spectateurs enthousiastes.

« Nous avons eu beaucoup de« oh wow ! » réponses, des enfants de huit ans voulant savoir comment cela fonctionnait aux responsables de l'EPA se demandant pourquoi personne n'avait fait cela auparavant, ", explique Zachary Oldenburg. "Ma réponse à l'EPA était, « Parce que personne d'autre n'avait de chef de projet qui soit ingénieur minier. »

La poêle, professeur adjoint de génie chimique à l'Université technologique du Michigan, a obtenu ses diplômes d'études supérieures en génie minier. C'était son idée d'adapter la technologie minière du 20e siècle pour recycler les batteries lithium-ion, des plus petits dans les téléphones portables aux modèles de plusieurs kilowatts qui alimentent les voitures électriques. Pan a pensé que les mêmes technologies utilisées pour séparer le métal du minerai pourraient être appliquées aux batteries usagées. Il a donc donné à ses étudiants un cours accéléré sur les méthodes de base du traitement des minéraux et les a lâchés dans le laboratoire.

"Mon esprit retourne au commencement, quand rien ne fonctionnait, " dit Trevyn Payne, un senior en génie chimique. "C'était souvent le cas, franchement, « Essayons juste ça. » Parfois, quand les choses s'arrangent, c'était une sorte d'accident."

Oldenbourg fournit un exemple. "Nous essayions toutes sortes de solvants pour libérer des produits chimiques, et après des heures et des heures, nous avons découvert que l'eau plate fonctionnait le mieux."

Mais éventuellement, tout s'est réuni. "Vous pouvez voir vos résultats s'améliorer expérience par expérience, " explique le doctorant Ruiting Zhan. " C'est plutôt bien. Cela vous donne un sentiment d'accomplissement."

L'équipe a utilisé les technologies de l'industrie minière pour séparer tout dans la batterie :le boîtier, feuilles et revêtements métalliques pour l'anode et la cathode, qui comprend l'oxyde de lithium métallique, la partie la plus précieuse. Les composants peuvent être retournés au fabricant et transformés en nouvelles batteries.

"Le plus grand avantage de notre procédé est qu'il est peu coûteux et économe en énergie." Ruitang Zhan

"Aux fins de reconditionnement, nos matériaux recyclés sont aussi bons que les matériaux vierges, et ils sont moins chers, " ajoute Oldenbourg.

Le fait que leur processus soit éprouvé et vrai est peut-être sa qualité la plus attrayante pour l'industrie, Notes de panoramique. « Nous avons vu l'opportunité d'utiliser une technologie existante pour relever les défis émergents, " dit-il. " Nous utilisons des séparations par gravité standard pour séparer le cuivre de l'aluminium, et nous utilisons la flottation par mousse pour récupérer les matériaux critiques, y compris le graphite, lithium et cobalt. Ces technologies minières sont les moins chères disponibles, et l'infrastructure pour les mettre en œuvre existe déjà."

Les passants n'étaient pas les seuls au concours P3 impressionnés par l'effort des élèves. Le Conseil de la jeunesse de l'AIChE (American Institute of Chemical Engineers) sur la science et la technologie durables (YCOSST) a annoncé qu'il présenterait à l'équipe son prix YCOSST P3, qui reconnaît le projet « qui emploie le mieux les pratiques durables, collaborations interdisciplinaires, principes d'ingénierie et implication des jeunes, et dont la conception est suffisamment simple pour avoir un impact durable sans nécessiter une expertise technique importante de ses utilisateurs."